Una aproximación a la utilidad de la Ciencia

Una aproximación a la utilidad de la Cienciautilidad de la Cienciautilidad de la Ciencia

¿Sabías que el descubrimiento de losib h itid b ti l

¿Sabías que el descubrimiento de losib h itid b ti lribosomas ha permitido combatir algunas

enfermedades infecciosas?ribosomas ha permitido combatir algunasenfermedades infecciosas?

LUCÍA GARCÍA ORTEGALUCÍA GARCÍA ORTEGA

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular IUniversidad Complutense de Madrid

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular IUniversidad Complutense de Madrid

http://solea.quim.ucm.es/public_html/divul/sabias2.htmhttp://solea.quim.ucm.es/public_html/divul/sabias2.htm

RibosomaRibosomatRNAs, aminoácidos

DNADNAmRNAmRNAmRNAmRNA

Factores adicionales,,

Energía

ProteínasProteínas

Micrografía electrónicapublicada en 1955publicada en 1955

Premio Nobel 1974“por los descubrimientossobre la organizaciónestructural y funcionalestructural y funcionalcelular”

Dos Dos subunidadessubunidadesOrigen de la 

vidaEstudios 

estructuralesTresTres RNAsRNAs

MásMás de 50 de 50 proteínasproteínas

Desarrollo de tibióti

Implicación en desarrollo 

antibióticos celular

Dogma central de laDogma central de la vidavida Origen de laOrigen de la vidavidaDogma central de la Dogma central de la vidavida Origen de la Origen de la vidavida

DuplicaDuplica la la informacióninformación

DuplicaDuplica la la informacióninformación Sidney Altman Thomas Cech

TransfiereTransfiere la la informacióninformación

EjecutaEjecuta la la informacióninformación

Premio Nobel 1989

EjecutaEjecuta la la informacióninformación

RNARNAmensajeromensajero Código genéticoCódigo genéticoTripletes: AAA, GCA...Tripletes: AAA, GCA...

Secuencia de aminoácidosSecuencia de aminoácidosEstructura tridimensionalEstructura tridimensional

ProteínaProteína

Subunidad grandeH marismortuiH. marismortui

Ha facilitado enormemente los estudios del ribosomadel ribosoma

En el inicio de la década de los 80En el inicio de la década de los 80

El americano

El alemán

El i di

Reconocimiento codon‐anticodon

El indio

Formación delenlace peptídico

Premio Nobel 1945 Alexander Fleming Ernst B Chain y Howard FloreyAlexander  Fleming, Ernst B. Chain y Howard Florey

“por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo

Selman Waksman, Premio Nobel 1952en varias enfermedades infecciosas”

“por el descubrimiento de laestreptomicina, el primerantibiótico efectivo contra laantibiótico efectivo contra latuberculosis”

RIBOSOMASRIBOSOMAS

DNADNAgenómicogenómico

ParedParedcelularcelular

MembranaMembranaplasmáticaplasmática

Se unen a la subunidad pequeña 

AminoglucósidosAminoglucósidosp q

Alteran la zona de unión del tRNAProvocan lecturas incorrectas

Contra tuberculosis, b t i lti i t t

MacrólidosMacrólidos Se unen a la subunidad grande

bacterias multiresistentes. Toxicidad elevada.

MacrólidosMacrólidos Impiden la salida del péptido

Contra infecciones bacterianascomo bronquitis y neumonía.

TetraciclinasTetraciclinas Se unen a la subunidad pequeñaImpiden la unión del tRNA

Contra acné, sífilis, malaria.En odontología.

Importantísimas contribuciones en el estudio de antibióticos y su modo de acción sobre los ribosomas.

Como muestra está su libro, publicado en 1979 “Inhibidores de la síntesis de proteínas”.

Entre sus descubrimientos, especificidad del cloranfenicol  por el ribosoma de bacterias y no el p yeucariota (1964).

Promovió la ciencia en España y atrajo la atenciónPromovió la ciencia en España y atrajo la atención internacional.

El estudio de los antibióticos promovió el El estudio de los antibióticos promovió el i i d l ib ii i d l ib iconocimiento del ribosoma y viceversaconocimiento del ribosoma y viceversa

Previo al conocimiento de la estructura delribosoma, la biología molecular permitió elucidarel mecanismo de acción de muchos antibióticos.

MoléculasMoléculas orgánicasorgánicas queque inactivaninactivan al al ribosomaribosoma, de , de tamañotamaño 1000 1000 vecesveces mayormayor

MoléculasMoléculas orgánicasorgánicas queque inactivaninactivan al al ribosomaribosoma, de , de tamañotamaño 1000 1000 vecesveces mayormayor

EspañaEspaña eses unouno de los de los paísespaíses desarrolladosdesarrolladosdondedonde se se consumenconsumendo dedo de sese co su eco su emásmás antibióticosantibióticos

Eritromicina y otros macrólidos no funcionan en muchos casos de infecciones 

En En hospitaleshospitales, un 70% , un 70% de de laslas bacteriasbacterias esesi t ti t t ll por Streptococcus pyogenes, 

causante de muchas faringitis

resistenteresistente a, al a, al menosmenos, , un un antibióticoantibiótico

Mutaciones en proteínas Mutaciones en proteínas ribosomalesribosomalesMutaciones y modificaciones en Mutaciones y modificaciones en 

bases del RNA bases del RNA ribosomalribosomal

Modificaciones de los antibióticosModificaciones de los antibióticos

AyudaAyuda de de otrasotras metodologíasmetodologías comocomo técnicastécnicas in in ii ll di á idi á i ib lib lvivo vivo parapara tenertener en en cuentacuenta la la dinámicadinámica ribosomal.ribosomal.

PorPor ejemploejemplo distintosdistintos resultadosresultados con con cristalescristales de de DD radioduransradiodurans y Hy H marismortuimarismortui NoNo sólosólo sese unenunenD. D. radioduransradiodurans y H y H marismortuimarismortui. . No No sólosólo se se unenunena a sitiossitios altamentealtamente conservadosconservados..

InhibirInhibir la la formaciónformación del del EjemplosEjemplos::

Los Los ketólidosketólidos, , nuevosnuevos macrólidosmacrólidosAzitromicinaAzitromicina, , derivadoderivado de de eritromicinaeritromicina

bb aa o ac óo ac ó dederibosomaribosoma

OxazolidinonasOxazolidinonas sese unenunen aa,,Nueva Nueva tetraciclinatetraciclina: : TigeciclinaTigeciclinaNuevo Nuevo macrólidomacrólido: : TelitromicinaTelitromicina

OxazolidinonasOxazolidinonas, se , se unenunen a a unauna proteínaproteína ribosomalribosomal

LinezolidLinezolid

OxazolidinonaContra bacterias gram positivasg p

Impiden la iniciación de la traducción, actuando antes que 

otros antibióticos

YaYa hanhan aparecidoaparecido resistenciasresistencias porportratamientostratamientos prolongadosprolongados y y bajasbajas dosisdosis..

Hay Hay nuevasnuevas variacionesvariaciones comocomo RWJRWJ‐‐416457416457

AlgunosAlgunos parecenparecen tenertener unun mecanismomecanismodede acciónacción distintodistinto enen elel sitiositio AA dederibosomasribosomas dede mamíferosmamíferos queque enenqqbacteriabacteria..

PorPor ejemploejemplo,, enen mamíferosmamíferos,, algunosalgunosPorPor ejemploejemplo,, enen mamíferosmamíferos,, algunosalgunosderivadosderivados dede paromomicinaparomomicina sese unenunen alalsitiositio AA enen “off”“off” mientrasmientras queque enenbacteriabacteria sese unenunen enen “on”“on”bacteriabacteria sese unenunen enen onon ..

TratamientoTratamiento dede enfermedadesenfermedadesTratamientoTratamiento dede enfermedadesenfermedadesgenéticasgenéticas comocomo::FibrosisFibrosis quísticaquística,, DistrofiaDistrofia

ll dd D hD h At iAt imuscularmuscular dede DuchenneDuchenne,, AtaxiaAtaxia‐‐telagienctasiatelagienctasia......((AlgunosAlgunos aminoglucósidosaminoglucósidos enenensayosensayos clínicosclínicos))

BuscandoBuscando aminoglucósidosaminoglucósidosconcon estaesta capacidadcapacidad,, queque nonoseansean tóxicostóxicos nini antibióticosantibióticos..

AdemásAdemás......MásMás de la de la mitadmitad de los de los antibióticosantibióticos consumidosconsumidos se se 

encuentranencuentran en en piensopienso animal, en animal, en aguaagua, en , en fertilizantesfertilizantes........